Millikanův přístroj 559 412 Návod k obsluze Kladská 1082 500 03 Hradec Králové 3 tel: 495 220 229 495 220 394 fax: 495 220 154 GSM brána: 602 123 096 E-mail: info@helago-cz.cz http://www.helago-cz.cz
Obsah 1. Popis... 3 2. Součásti balení... 4 3. Technická data... 4 4. Součásti... 5 5. Uvedení do provozu... 6 5.1. Sestavení... 6 5.2. Připojení k Millikanově napájecí jednotce:... 6 5.3. Nastavení... 6 5.4. Pozorování olejových kapek... 7 6. Zvětšení objektivu... 7 7. Údržba... 8 7.1. Čištění deskového kondenzátoru... 8 7.2. Výměna halogenové žárovky... 8 2
1. Popis 1. Základní deska 2. Měřicí mikroskop s mikrometrickým okulárem 3. Deskový kondenzátor 4. Osvětlovací jednotka 5. Olejový atomizér 6. Gumový balonek Millikanův přístroj se používá pro ověření kvantování elektrického náboje a pro určení elementárního náboje pomocí pozorování pohybu jednotlivě nabitých olejových kapiček v homogenním elektrickém poli. Dále je pro tyto experimenty vyžadována Millikanova napájecí jednotka (559 421). Ta dodává napětí deskovému kondenzátoru a osvětlovací jednotce. Kromě toho také umožňuje připojení přístrojů pro časová měření a řízení experimentu. 3
2. Součásti balení 1 Základní deska s měřicím mikroskopem a osvětlovací jednotkou 1 Deskový kondenzátor s krytem z akrylového skla 1 Olejový atomizér (685 75) 1 Gumový balonek (667 241) 1 Stojan 2 Adaptér pro bezpečnostní zásuvky 1 Olej, 50 ml (685 78) 3. Technická data Deskový kondenzátor Průměr: Vzdálenost mezi deskami kondenzátoru: Odchylka od rovnoběžnosti: Připojení: 8 cm 6 (±0,05) mm <0,1 mm 4mm zásuvky Měřicí mikroskop Zvětšení okuláru: 10 Zvětšení objektivu: 2 (±0,05) Délka mikrometrické stupnice: 10 mm Dělení stupnice: 0,1 mm Osvětlovací zařízení Halogenová lampa (z 688 149): Patice žárovky: Připojení (k 559 421): Olej Hustota: Obecná data: Stojanová tyč: Rozsah nastavení výšky: Rozměry: Hmotnost: 12 V / 10 W G4 4mm bezpečnostní zásuvky 877 kg m -3 (při 15 C) 871 kg m -3 (při 25 C) průměr 12 mm 13 cm 25 cm 30 cm 45 cm 4 kg 4
4. Součásti 1. Základní deska s držákem pro kolíček olejového atomizéru pro deskový kondenzátor (1) 2. Měřicí mikroskop Knoflíky s drážkami (2a), mikrometrický okulár (2b) 3. Deskový kondenzátor Pozorovací okénko (3a), kryt z akrylového skla (3b), připojovací zásuvky (3c), otvory pro plnění oleje (3d) 4. Osvětlovací zařízení s nastavovacími šrouby kondenzátoru (4a), upevňovací šroub (4b), připojovací zásuvky (4c) 5. Olejový atomizér Rozprašovací tryska (5a), kapilární trubice (5b) 5
5. Uvedení do provozu 5.1. Sestavení Upevněte základní desku v požadované výšce ke stojanu nebo například do svorky na stole. Opatrně umístěte kryt z akrylového skla přes těsnicí podložky deskového kondenzátoru tak, aby odpovídající otvory byly umístěny přes připojovací zdířky. Upevněte deskový kondenzátor s pozorovacím okénkem na základní desku otočený k měřicímu mikroskopu. Naplňte olejový atomizér olejem pomocí rozprašovací trysky tak, aby ohnutá kapilární trubice byla ponořena zhruba 2 mm v oleji. Nasaďte olejový atomizér do držáku a ujistěte se, že rozprašovací tryska je umístěna před otvory v plastovém krytu. 5.2. Připojení k Millikanově napájecí jednotce: Připojte deskový kondenzátor ke konektoru pro deskové kondenzátory na Millikanově napájecí jednotce (559 421) (v případě potřeby použijte adaptéry pro bezpečnostní konektory na zásuvkách deskového kondenzátoru). Připojte osvětlovací jednotku ke konektoru pro osvětlovací jednotky na Millikanově napájecí jednotce a zapněte osvětlovací jednotku. 5.3. Nastavení Otáčejte držákem čoček mikrometrického okuláru, dokud jasně neuvidíte mikrometrickou stupnici. V případě potřeby otočte okulárem pro vertikální orientaci mikrometrické stupnice. Při této činnosti můžete mírně uvolnit upevňovací šroub. Použijte knoflíky s drážkami pro přiblížení měřicího mikroskopu k plastovému krytu. Osvětlené desky kondenzátoru je možné pozorovat v horní a dolní části kruhového pozorovacího pole. Počátek a konec mikrometrické stupnice je v těsné blízkosti desek kondenzátoru. 6
Pro eliminování rušivého světelného odrazu nebo pro úpravu pozorovaného prostoru, v případě, že nejste spokojeni s osvětlením: Uvolněte upevňovací šroub kondenzátoru a posuňte kondenzátor. Můžete také nastavit žárovku za pomoci nastavovacího šroubu (šroub se zapuštěnou hlavou). 5.4. Pozorování olejových kapek Použijte gumový balonek pro rozstříknutí oleje mezi deskami kondenzátoru tak, aby olejové kapičky byly vidět v celém pozorovacím poli. Posunováním měřicího mikroskopu pomocí knoflíků s drážkami (2a) vytvořte rovinu, ve které jsou vybrané olejové kapičky jasně viděny jako světelné body. 6. Zvětšení objektivu V důsledku zvětšení objektivu V, sestupná nebo vzestupná vzdálenost s olejových kapiček mezi deskami kondenzátoru je reprezentována na úseku stupnice x = V s Pokud se obraz olejové kapky posune v čase Δt na stupnici o vzdálenost Δx, rychlost olejové kapky je v = x V t Zvětšení objektivu je poměrně přesné V = 2. Pro ještě přesnější měření můžete určit toto zvětšení: Odstraňte deskový kondenzátor a vložte vhodné měřítko (například skleněné měřítko 311 09) vertikálně na základní desku. Nastavte mikroskop tak, aby externí měřítko a mikrometrická stupnice byly jasně vidět vedle sebe. Porovnáním dvou stupnic určete přesné zvětšení. 7
7. Údržba 7.1. Čištění deskového kondenzátoru Desky kondenzátoru byly sestaveny s velmi přesnou souběžností. Desky kondenzátoru nerozebírejte. Kontakt s alkoholem může způsobit trhliny v krytu z akrylového skla. Pro čištění krytu z akrylového skla nikdy nepoužívejte alkohol. Opatrně odstraňte kryt z akrylového skla a použijte hadřík pro očištění povrchu kondenzátoru. Pokud je to potřeba, vyčistěte dva vyvrtané otvory vyfoukáním. 7.2. Výměna halogenové žárovky Uvolněte šrouby na straně osvětlovací jednoty a odstraňte její kryt. Vyjměte vadnou halogenovou žárovku a vložte novou žárovku (nedotýkejte se svými prsty nové halogenové žárovky). Zkontrolujte nastavení osvětlovací jednotky, a pokud je to nutné, nastavte žárovku pomocí nastavovacího šroubu. 8